Снижение LINC00426 способствует прогрессированию диабетической болезни почек (ДКД), индуцируя апоптоз в почечных клетках и усиливая воспаление.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Исследовательская статья
* These authors contributed equally
Снижение LINC00426 способствует прогрессированию диабетической болезни почек (ДКД), индуцируя апоптоз в почечных клетках и усиливая воспаление.
В исследовании изучается диагностическая ценность LINC00426 при диабете 2 типа (СД2) и диабетической болезни почек (ДКД), а также его регуляторное влияние на клетки почек. В исследовании приняли участие 280 пациентов с ЦД2 (146 случаев ДКД) и 186 здоровых контрольных групп, посетивших их в тот же период. Обратная транскрипционная количественная полимеразная цепная реакция (RT-qPCR) подтвердила, что LINC00426 сыворотки снижается у пациентов с СД2 и ДКД. Анализ рабочих характеристик приёмника (ROC) оценил диагностическую ценность LINC00426 для T2DM и DKD. Многомерная логистическая регрессия выявила независимые факторы риска DKD. LINC00426 показал диагностическую ценность для обоих заболеваний и негативно коррелировал с соотношением альбумина к креатинину в моче (UACR). Его снижение регуляции независимо предсказывало развитие DKD. Среда с высоким содержанием глюкозы (HG) подавляет экспрессию LINC00426 в клетках HK-2 и HGMC. Анализ CCK8, проточная цитометрия и ферментно-связанные иммуносорбенты подтвердили, что HG также подавляет пролиферацию, одновременно способствуя апоптозу и воспалению. В отличие от этого, гиперэкспрессия LINC00426 увеличивает пролиферативную способность клеток HK-2 и HGMC, подавляет апоптоз и снижает воспалительные реакции. Снижение LINC00426 может усугублять прогрессирование DKD, ингибируя пролиферацию почечных клеток (HK-2 и HGMC) и способствуя апоптозу и воспалительным реакциям.
Сахарный диабет 2 типа (СД2) — это хроническое метаболическоерасстройство 1. Отчёты показывают, что СД 2 и его осложнения стали значительной глобальной проблемой общественногоздравоохранения 2,3, представляя угрозу для здоровья человека и развития общества. Из-за нездоровых образов жизни, приобретённых современем 4, распространённость ЦД2 увеличиваетсяежегодно 5. Диабетическая нефропатия (ДН) была переименована в диабетическое заболевание почек (ДКД) в 2007году 6,7. Как распространённое осложнение при СД2 8, уровень заболеваемости и смертности среди диабетических пациентов продолжают растиежегодно 9. ДКД часто остаётся латентным у пациентов с давнимдиабетом 10 или внезапнопроявляется 11. ДКД может вызывать дисфункцию почек и повреждениеэндотелий (12,13). DKD в основном проявляется как потеря крупных молекул мочи, таких как белки, после повреждения системы фильтрации почек 14. Однако для пациентов биохимические маркеры крови (глюкоза натощак, инсулин) служат золотым стандартом диагностики ДД2, однако ДКД остаётся трудно обнаружить. Традиционные методы лечения не позволяют своевременно выявить или оценить прогрессированиеДХК 15. Поэтому повышение осведомлённости о заболевании и выявление новых диагностических биомаркеров крайне важно для профилактики и лечения как СДМ2, так и ДКД.
В последние годы участие длинной некодирующей РНК (lncRNA) в различных функциях, таких какиммунитет-16, регуляция рака и метаболизм, становится всё болееизвестным 17. Накопленные данные теперь указывают на нарушение экспрессии lncRNA в патогенезе сложных хронических заболеваний, в частностиDKD 18,19. Например, Чжан и др.20 выявили с помощью высокопроизводительного секвенирования, что lncRNA evf-2 взаимодействует с hnRNP, способствуя развитию DKD за счёт усиления экспрессии генов, связанных с клеточным циклом, и воспалительных факторов. В модели крыс с DKD в иммунной регуляции был выявлен lncRNA USR0000B2476D как участник иммуннойрегуляции 21. LINC00426 — это недавно обнаруженная РНК, играющая важную роль в регуляции воспалительныхфакторов 22. Недавние сравнительные исследования микрочипов показывают LINC00426 что может иметь потенциал в качестве биомаркера развития Тид2ЦМ 23. Кроме того, биоинформатические стратегии зафиксировали роль LINC00426 в иммунной регуляции при почечноклеточнойкарциноме 24. Многочисленные исследования также подчеркнули ключевую роль воспаления при диабете иDKD 25 при диабете и DKD. Существующие исследования показали, что СД26 и связанные с преддиабетомсостояния 27, включая метаболическийсиндром 28,ожирение 29 и сердечно-сосудистые метаболические заболевания30, все связаны с высокой воспалительной нагрузкой. Кроме того, диабетические микроваскулярные осложнения, такие какневропатия 31,нефропатия 32 и ретинопатия33, а также макроваскулярныеосложнения 34, являются хроническими воспалительными реакциями. Поэтому изучение связи между LINC00426 и ДД2 и ДКД крайне важно для выявления новых диагностических маркеров и раскрытия механизмов ДКД. Тем не менее, современная литература по роли LINC00426 в ТД2М и ДКД остаётся ограниченной, и нет клинических доказательств, уточняющих паттерн экспрессии, независимое значение риска и диагностическую эффективность у пациентов с ДКВ.
Для восполнения этого пробела в настоящем исследовании приняли участие 466 человек, выявлена экспрессия LINC00426 сыворотки с помощью RT-qPCR, выявлены независимые факторы риска DKD с помощью логистической регрессии и дополнительно оценили диагностический потенциал LINC00426 для ДД2 и ДКД с помощью ROC-анализа. Наши результаты предварительно проясняют характеристики экспрессии и клиническую значимость LINC00426 при ДКД, тем самым заполняя существующий пробел в знаниях и предоставляя новые представления о патогенезе ДКД и исследовании биомаркеров.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Это исследование одобрено Комитетом по медицинской этике Третьей больницы Сянъя Центрального Южного университета. Все пациенты и их семьи выразили поддержку и подписали письменные формы информированного согласия.
Коллекция образцов
Размер выборки был рассчитан с помощью программного обеспечения G*Power. Уровень значимости (α) был установлен на уровне 0,05, статистическая степень (1-β) — 0,8, размер эффекта (f) — 0,25, а также учитывался процент выброса 10%. Результаты расчёта показали, что при изучении контрольной группы, ДД2 и ДКД требуется не менее 123 участника в группе. В реальном исследовании в контрольную группу были включены 186 участников, 134 пациента — с ЦД2 и 146 пациентов — в группу с ДКН. Все они были волонтёрами, проходившими лечение в Третьей больнице Сянъя Центрального Южного университета с июля 2022 по июнь 2023 года. Из них у 72 пациентов не было осложнений, тогда как у 208 пациентов было одно или несколько осложнений. Осложнения в основном включали диабетическую невропатию, диабетическую ретинопатию и диабетическую болезнь почек (DKD), при этом 146 пациентов диагностировали DKD. Классификация диабета определялась на основе уровней инсулина натощак и уровня глюкозы натощак; Пациенты с сахарным диабетом 1 типа были исключены, чтобы избежать диагностической неоднозначности. Случаи гестационного диабета и особых диабетических состояний были исключены.
Критерии включения были следующими: возраст ≥ 18 лет; полные медицинские записи и документация в наличии; соблюдение Китайских руководящих принципов 2020 года по профилактике и лечению сахарного диабета 2типа 37. Критерии исключения включали сопутствующие психиатрические расстройства, когнитивные нарушения или неспособность сотрудничать с исследованием; острые инфекционные состояния; отказ органов; и злокачественные опухоли.
Была отобрана контрольная группа из 186 здоровых пациентов, проходящих плановые медицинские обследования в тот же период. Участники контрольной группы должны соответствовать следующим критериям: отсутствие анамнеза диабета или других метаболических нарушений; нормальный уровень глюкозы натощак (<6,1 ммоль/л), 2-часовая пост-прондиальная глюкоза (<7,8 ммоль/л) и гликированный гемоглобин (<5,7%); и отсутствует анамнез почечной недостаточности или осложнений, с нормальными показателями функции почек (частота фильтрации клубочков, соотношение альбумина и креатинина в моче).
Тестирование индикаторов, связанных с диабетом
Основная демографическая информация была записана для каждого участника при поступлении. На следующее утро у каждого участника натощак было взято 5 мл венозной крови для проверки биохимических показателей. Уровень глюкозы натощак (FBG) анализировался с помощью глюкометра35. Гликированный гемоглобин (HbA1c) измерялся полностью автоматизированным анализатором HbA1c36. Образцы мочи были собраны в течение 24 часов после включения в исследование. Концентрация альбумина в моче измерялась с помощью белковогоанализатора 37 с помощью иммунно-турбидиметрическогометода 38. Степень почечной недостаточности у пациентов с ДКД оценивалась по соотношению альбумина к креатинину (UACR) мочи — хорошо установленному индексу для оценки раннего поражения почек и прогрессирования заболевания приДКД 3,39.
Культивирование и обработка клеток
Были приобретены человеческие почечные эпителиальные клетки HK-2 и клубочковы мезангиальные клетки HGMC. В частности, клетки HK-2 культивировались в среде K-SFM, содержащей 10% сыворотку плода крупного рогатого скота, дополненную 1% раствором антибиотиков. Клетки HGMC культивировались в полной среде первичной клетки. Клетки содержалисьв инкубаторе с температурой 37 °C с содержанием CO2 5%. Пассаж и трансфекция проводились, когда слияние превышало 70%. Для индукции с высоким содержанием глюкозы (HG) клетки засеивались в пластины с 6 лунками и подвергались воздействию 30 мМ D-глюкозы в 2 мл культурной среды на одну скважину в течение 48 часов (HK-2 40 и HGMCклетки 41). Контрольная группа с низким уровнем глюкозы была обработана 5,5 мМ D-глюкозы + 24,5 мМ маннитола.
Полная последовательность LINC00426 была клонирована в эукариотическую экспрессионную плазмиду pcDNA3.1 для создания плазмиды pcDNA3.1 LINC00426 сверхэкспрессии. Пустой вектор pcDNA3.1 использовался в качестве отрицательного контроля. Трансфекция клеток проводилась с использованием реагента Липофектамина 3000 согласно инструкциям производителя. Кратко, индуцированные HG-индуцированными клетками HK-2 и HGMC были засеяны в пластины с 6 лунками и трансфектированы при слиянии 70–80%. На каждую скважину 2,5 мкг плазмидной ДНК (pcDNA 3.1 или pcDNA3.1 LINC00426) смешивалось с 5 мкл реагента Липофектамина 3000 в 250 мкл Opti-MEM в течение 15 минут при комнатной температуре согласно предыдущимисследованиям 10. Затем трансфекционный комплекс добавлялся по капле в клетки в полной культурной среде. После 6 часов инкубации при 37 °C среда заменялась свежей средой, а клетки культивировались ещё 42 часа перед последующим экспериментами.
Тотальная экстракция РНК и обратная транскрипция
Оставшуюся кровь снова центрифугировали при 3000 г в течение 15 минут, а супернатант собирали и хранили при -80 °C. Общая РНК была извлечена из образцов сыворотки и клеток с помощью метода тризол-фенол-хлороформа, осаждения с этанолом равного объёма согласно предыдущимисследованиям 42. Концентрация и чистота РНК оценивались с помощью УФ-спектрофотометра. Общая кДНК синтезировалась из образцов с использованием смеси реагентов RT с помощью генного ПЦР-усилителя. Условия реакции составляли 42 °C в течение 15 минут, затем 85 °C в течение 5 секунд. Образцы хранились кратковременно при 4 °C.
Обратная транскрипционная количественная полимеразная цепная реакция в реальном времени (RT-qPCR)
RT-qPCR выполнялся с использованием мастер-микса SYBR qPCR. Экспрессия LINC00426 сыворотки количественно оценивалась с помощью количественного ПЦР-инструмента. Данные нормализовались с использованием β-тубулина в качестве внутреннего эталонного гена, рассчитанного методом 2−ΔΔCt . Среднее значение КТ β-тубулина составляло примерно 25, варьируясь от 23 до 27 по всем образцам сыворотки. Коэффициент вариации Ct (CV) составлял 2,5%. Односторонний ANOVA не выявил значимых различий в значениях β-тубулина Ct среди контрольных, T2DM и DKD групп, что подтверждает его стабильное выражение и пригодность в качестве внутреннего ориентира для нормализации сыворотки LINC00426. Праймеры, участвующие в реакции, перечислены в дополнительной таблице 1. Условия реакции: предденатурация при 95 °C в течение 10 минут; 40 циклов при температуре 95 °C в течение 10 с и 60 °C в течение 30 секунд; окончательное удлинение при 60 °C в течение 15 секунд.
Вестерн-блот анализ
Вестерн-блот-анализ проводился в соответствии с нашими установленными экспериментальными протоколами. Кратковременно клетки подвергались лизированию буфером RIPA с добавлением 1% ингибитора протеазы. После инкубации при комнатной температуре в течение 30 минут проводилась количественная оценка белков. Образцы белка денатурировались при 95 °C, и равномерные количества белка 30 мкг разделялись SDS-PAGE, после чего следовал электротрансфер на мембраны PVDF размером 0,45 мкм. Мембраны блокировались обезжиренным молоком при комнатной температуре на 2 часа. Первичные антитела против Bax, Bcl-2, Caspaza-3, IκBα и p-P65 были разбавлены при 1:1000 с помощью TBST, а β-актин — при 1:3000. Мембраны инкубировали с первичными антителами ночью при температуре 4 °C. Впоследствии мембраны инкубировали соответствующими вторичными антителами, конъюгированными пероксидазой хрена, при комнатной температуре в течение 1 часа. Белковые ленты визуализировались с помощью субстрата ECL на гелевой визуализации. Значения серого диапазона количественно определялись с помощью программного обеспечения ImageJ.
Комплект для подсчёта клеток 8 (CCK8)
Переварить трансфектированные клетки с помощью 0,25% трипсина (без ЭДТА) примерно 3 минуты, затем центрифугировать при 800 х г в течение 5 минут. Соберите гранулу и снова суспензируйте в клеточной культурной среде. Засыпать 100 мкл суспензии ячейки (2 x 103 ячейки) в пластину на 96 ячеек. После инкубации в течение 24 часов при 37 °C с 5%CO2 для обеспечения присоединения клеток добавьте 10 мкл раствора CCK8. Первоначальное добавление раствора CCK8 обозначается как 0 h. Поглощение при 450 нм измеряется с помощью считывателя микропластин на 0, 24, 48 и 72 часах.
Потоковая цитометрия
Влияние трансфекции на апоптоз клеток оценивалось с помощью раствора для окрашивания Annexin V-флуоресцеина изотиоцианата (FITC)/йодида пропидия (PI). После трансфекции клетки переваривались с помощью той же процедуры переваривания трипсина, что и описано выше. Клетки были промыты фосфатно-буферным физиологическим раствором (PBS) и вновь суспендированы. Клеточные гранулы собирались центрифугированием при 800 г в течение 5 минут. Перенесите 100 мкл (примерно 1 x 105 ячеек) в проточную цитометрическую трубку, центрифугуйте при 800 x г в течение 5 минут при комнатной температуре и сбросьте супернатант. Суспендировать ячейки в буфере связывания Annexin V-FITC 195 мкл. Добавьте в смесь 5 мкл раствора Annexin V-FITC и 10 мкл PI для окрашивания, затем тщательно перемешайте. Инкубировать в темноте при комнатной температуре 20 минут. Затем обработанную проточную цитометрическую трубку поместите в ледяную ванну для временного хранения. Перед анализом отфильтруйте суспензию ячейки через сетчатый фильтр толщиной 200 микрон и повторно подвесите. Собирать клеточные сигналы с помощью системы цитометрии потока под возбуждением на 488 нм/636 нм.
Ферментно-связанный иммуносорбентный анализ (ELISA)
Воспалительные цитокины клеток измерялись с помощью коммерчески доступных наборов ELISA для фактора некроз опухолей альфа (TNF-α), интерлейкина-6 (IL-6), IL-1 бета (IL-1β). Конкретная процедура обнаружения следующая: добавьте 100 мкл правильно разбавлённого стандарта в стандартные скважины. Добавьте 100 мкл базальной среды клетки во все пустые ямы. Добавьте 50 мкл клеточного супернатанта и 50 мкл 1 x буфера для обнаружения в образцы. Затем добавьте 50 мкл раствора детектирующих антител в соответствующие колодцы. Накройте микропластину и инкубуйте при комнатной температуре 2 часа. Сбросьте жидкость из колодцев и промой 6 раз с буфером для мойки. Для достижения оптимальных результатов убедитесь, что скважины тщательно высушены. Добавьте 100 мкл рабочего раствора стрептавидина в каждую яму, запечатайте пластину и инкубуйте при комнатной температуре в течение 45 минут. Затем добавьте 100 мкл хромогенного субстрата, затем инкубируете их в темноте в течение 20 минут. Затем добавьте 100 мкл стоп-раствора и аккуратно перемешайте. Раствор теперь будет выглядеть как прозрачная, желтоватая жидкость разной интенсивности. Измерьте оптическую плотность (OD) раствора на 450 нм и 630 нм с помощью считывателя микропластин. Разница между этими двумя значениями соответствует концентрации воспалительного фактора в образце.
Статистический анализ
Данные обрабатывались и анализировались с помощью коммерчески доступного статистического программного обеспечения. Все экспериментальные результаты включали три действительных реплики. Межгрупповые сравнения использовали независимые t-тесты и анализ дисперсии (ANOVA). Были проведены многочисленные сравнения с использованием метода Тьюки. Кривая ROC была использована для оценки диагностической ценности LINC00426 для Т2ДМ и ДКД. Логистический регрессионный анализ оценивал факторы риска ДКД. P < 0,05 указывал статистическую значимость для соответствующих результатов данных.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Сравнение исходных характеристик между здоровыми людьми и пациентами с ЦД2
В исследовании в качестве контрольных групп приняли участие 280 пациентов с ЦД2 и 186 здоровых пациентов. Анализ медицинских карт участников (см. таблицу 1) показал, что средний возраст контрольной группы составлял 58,91 ± 17,63 года, по сравнению с 59,50 ± 17,14 года у пациентов с ЦД2. Однако значимых различий в гендере или ожирении между двумя группами пациентов не выявлено. ...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
ДКД представляет собой тяжёлое микрососудистое осложнение при ЦД2. Самое раннее проявление — наличие микроальбуминурии; обнаружение этого на ранних стадиях может потенциально задержать прогрессирование ДКД. Однако микроальбуминурия не обладает чувствительностью при рутинном анализе мочи и поэтому часто упускается из виду43. В этом исследовании было обнаружено, что LINC00426 снижается у пациентов с ЦД2 и обладает диагностической значимостью как для ЦД2, так и для Д...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В этом исследовании нет конфликта интересов.
Не применимо.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 0.25% trypsin | Gibco | 25200056 | |
| Annexin V-FITC Apoptosis Detection Kit | Beyotime | C1062S | |
| Antibiotics for cell culture | Gibco | R-015-10 | |
| Aristo specific protein detector | GOLDSITE | GPP-100 | |
| Bax Antibody | Cell signaling Technology | 2772 | |
| BCA protein assay kit | Beyotime | P0013B | |
| Bcl-2 (124) Mouse Monoclonal Antibody | Cell signaling Technology | 15071 | |
| beta-Actin (13E5) Rabbit Monoclonal Antibody | Cell signaling Technology | 4970 | |
| Blood glucose monitor | Yuwell | 710 | |
| Caspase-3 Antibody | Cell signaling Technology | 9662 | |
| CCK-8 reagent | Sigma | 96992 | |
| ChamQ Universal SYBR qPCR Master Mix | Vazyme | Q711 | |
| Chloroform | Sigma-Aldrich | C2432 | |
| Clarity Western ECL Substrate | Bio-Rad | 1705061 | |
| Constant-temperature cell incubator | SaiLun | DHP-9032 | |
| D-Glucose | MedChemExpress | HY-B0389 | |
| Flow cytometer | Beckman coulted | CytoFLEX | Chloroform |
| Fluorescent quantitative PCR instrument | Roche | Light Cycler 96 | |
| Foetal bovine serum | Sigma-Aldrich | F0193 | |
| Fully automated glycated haemoglobin analyser | Hanyu medical | HLC-723G11 | Phenol |
| Gene PCR amplifier | Bio Rad | S1000 | |
| Glomerular mesangial cells, HGMC | Sunncell Biotechnology Co., Ltd. | SNP-H252 | |
| Human Basic IL-1 beta ELISA Kit | Invitrogen | ECH002 | |
| Human IL-6 ELISA Kit | Invitrogen | EH2IL6 | |
| Human kidney epithelial cells, HK-2 | Sunncell Biotechnology Co., Ltd. | SNL-165 | |
| Human TNF alpha ELISA Kit | Invitrogen | KAC1751 | |
| IkappaB alpha (L35A5) Mouse Monoclonal Antibody | Cell signaling Technology | 4814 | |
| K-SFM medium | Invitrogen | 17005-042 | |
| Lipofectamine 3000 | Invitrogen | L3000015 | |
| Mannitol | Sigma-Aldrich | M9647 | |
| Multifunctional enzyme-linked immunosorbent assay reader | TECAN | GENios Plus | |
| NF-kappaB p65 (D14E12) Rabbit Monoclonal Antibody | Cell signaling Technology | 8242 | |
| non-fat milk | Biosharp | BS102-500g | |
| Opti-MEM™ I Reduced Serum Medium | Invitrogen | 31985062 | |
| P3000 Reagent | Invitrogen | L3000-015 | |
| PBS buffer | Sangon Biotech | E607080 | |
| Phenol | Sigma-Aldrich | P1037 | |
| Phospho-NF-kappaB p65 (Ser536) (93H1) Rabbit Monoclonal Antibody | Cell signaling Technology | 3033 | |
| Primary cell complete medium | Sunncell Biotechnology Co., Ltd. | SNPM-H252 | |
| Prime Script RT reagent Kit | Takara | RR037A | |
| PVDF membranes | Merck Millipore | SE1M003M00 | |
| rotease and phosphatase inhibitor cocktail | Beyotime | P1045 | |
| Trizol | Invitrogen | 15596026CN | |
| Ultraviolet spectrophotometer | Thermo | Nanodrop 2000 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.